《炼焦生产技术》教学改革探索

根据高职院校人才培养模式的转变,结合炼焦生产工艺特点,本文从教学模式、教学内容、教学方法和教学手段等方面对炼焦生产技术课程进行了改革与探索,取得了一定的效果。     

O2含量对半焦燃烧动力学影响的热重研究

为了更进一步地清楚阐述半焦的燃烧过程,采用非等温热重法研究氧气体积分数对半焦燃烧动力学的影响。将半焦燃烧过程的第2次失重分为半焦热解脱挥发分(阶段1)、挥发分燃烧(阶段2)、挥发分燃烧且碳燃烧(阶段3)、碳单独燃烧(阶段4)4个阶段,采用Coats-Redfern法选取一级反应模型计算各个阶段的动力学参数。结果表明:24%φ(O_2)~30%φ(O_2)条件下,阶段3所需的表观活化能最小。24%φ(O_2)、26%φ(O2)、30%φ(O_2)条件下阶段4所需的表观活化能最大;28%φ(O_2)阶段2所需的表观活化能最大。     

20mm玻璃球床多孔介质流态演变的研究

通过粒子成像测速(particte image velocimetry,PIV)系统作出了Rep在4.7~326.8的流态特征图,并且针对Rep=128.4同一涡旋进行了追踪观察。使用了Tecplot软件进行了分析,得出了湍流可能始于海螺状漩涡,海螺涡旋在Rep=128.4左右出现;并且同一涡旋的形成与消散可假设视为一个周期过程。     

高温烧结矿气-固换热过程数值模拟及参数分析

在详细分析了高温烧结矿冷却过程传热机理的基础上,根据能量守恒定律建立了高温烧结矿气--固换热过程的一维非稳态热过程数学模型,并利用现场实测数据对所建立的数学模型进行了验证.结果表明:所建立的数学模型是正确可信的.在此基础上,重点研究了冷风风速和台车移动速度等主要热工参数对环冷机内冷却过程的影响,并针对某环冷机的实际生产情况提出了具体的操作建议.     

微距PIV测量球床多孔介质单孔流场实验研究

PIV技术是20世纪80年代发展起来的一种瞬态、多点、无接触的流体力学测速方法。它能够在不干扰流场的情况下,实现对流场瞬时和全局测试。本次试验在现有PIV中添加微距镜头,对多孔介质某一孔隙的流动特征进行检测和分析研究。实验选用的多孔介质是由直径20 mm的水晶玻璃球随机堆积而成,孔隙率为0.5923,迂曲度为1.33,选用的流体为65%苯甲醇和35%无水乙醇混合液,其折射率须与多孔介质完全匹配。经过微距PIV实验,得到多孔介质某一孔隙内的流场矢量图。分析发现：低雷诺数时,流体流动受外界干扰随机扰动,方向出现波动性,随着雷诺数增加,惯性力增强,干扰和波动性被抑制,流动变得稳定规则,流线为直线;当雷诺数达到154.1时,开始出现局部流线弯曲,因而可以认为此时多孔介质进入流动转捩期,当雷诺数超过214.9时,流动进入完全湍流,全场流动转为不规则流动,同一雷诺数下不同区域流动大小方向不断发生变化,不同雷诺数下同一区域的流场也不相同。同时还发现,不稳定流动可能源于某些未被惯性抑制的随机流动。当雷诺数超过482.2后,横向流动或者旁路流使湍流流动愈益复杂,不同位置交替出现流体的聚团和剥离消散。这些为多孔介质内部流动转捩机制提供了深入认识和新的发现。     

土壤、岩样、水泥和煤的多孔介质结构特征研究进展

多孔介质结构特征是研究多孔介质流动、传热、传质和化学反应的基础。首先介绍了主要的多孔介质的结构特征及其理论实验研究方法,对比了其优缺点。其次,对目前文献获得的土壤、岩样、水泥和煤的主要结构特征参数进行了分类归纳。最后,对目前多孔介质结构的分形研究成果进行了综述,对各种分维数进行了分析和整理。可以看出,目前对多孔介质结构研究还只是针对某个学科的某种或某类多孔介质,而且集中在很少的几个结构特征参数,系统研究很少,难以从整体上把握多孔介质的共性特征和差异性规律。     

基于孔喉模型的多孔介质对流换热系数的分形研究

多孔介质作为一种良好的蓄热和换热材料,在工农业生产中有着广泛应用,获取准确和适用范围广的多孔介质对流换热系数有重要的研究价值。本文先介绍了多孔介质分形理论基础,然后基于多孔介质孔喉模型并结合分形理论、渗流理论及对流换热理论对多孔介质对流换热系数关联式进行理论推导,最后将得出的对流换热系数与传统对流换热系数进行对比并进行了修正。修正后的分形解与传统解比较一致,在孔隙率0.25~0.5的范围偏差较小,而其形式也验证了外部绕流比内部管流更接近多孔介质流动本质。     

叉排玻璃球(20mm)多孔介质内流态特征的实验研究

利用叉排20 mm玻璃球床、折射率匹配技术、PIV技术截取流场中心图进行实验。用Tecplot软件得出Re=4.7至Re=857.8的流场、流线和等涡量线图。根据流场、流线及等涡量线的密集程度判断:流场在Re=4.7时,流动缓慢,从Re=23.3至Re=128.4,流动强度递增,形成四边形涡波区域,Re=128.4至Re=285.9流动逐渐增强;Re=285.9至Re=857.8,流动稳定;流线在Re=4.7至Re=81.7时,流线流动缓慢递增,在Re=128.4至Re=245.1,流线流动逐渐增强,形成海螺状图形,Re=326.8以后流动稳定;本实验结果对一般流动流态和多孔介质内流态演变研究都有促进作用,为流动区域划分研究起了重要参考作用。     

单颗粒煤孔隙结构的扫描电镜研究及分形重构

运用扫描电子显微镜对所选三种煤样微观孔隙结构的观察研究,总结出不同煤种内部孔隙的分类及孔隙的分布情况,进一步研究不同孔隙结构对燃烧的影响。提出了一种新的重构方法,利用Matlab软件对烟煤SEM图像进行分析处理,运用分形理论总结得到孔隙结构的分形特征,然后自编程序对其二维结构进行重构,最后得到重构图像及各参数与真实图像及各参数有很好的相似度。重构结果表明,该方法与真实实验具有很好的吻合,其为研究单颗粒煤及其它多孔材料内部孔隙结构提供了一种方法。